已知点P(2,0)及圆C:x2+y2-6x+4y+4=0.

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  • 解题思路:(1)分两种情况:当直线l的斜率存在时,设出直线l的斜率为k,由P的坐标和设出的k写出直线l的方程,利用点到直线的距离公式表示出P到直线l的距离d,让d等于1列出关于k的方程,求出方程的解即可得到k的值,利用求出的k和P写出直线l的方程即可;当直线l的斜率不存在时,得到在线l的方程,经过验证符合题意;

    (2)由利用两点间的距离公式求出圆心C到P的距离,再根据弦长|MN|的一半及半径,利用勾股定理求出弦心距d,发现|CP|与d相等,所以得到P为MN的中点,所以以MN为直径的圆的圆心坐标即为P的坐标,半径为|MN|的一半,根据圆心和半径写出圆的方程即可;

    (3)把已知直线的方程代入到圆的方程中消去y得到关于x的一元二次方程,因为直线与圆有两个交点,所以得到△>0,列出关于a的不等式,求出不等式的解集即可得到a的取值范围,利用反证法证明:假设符合条件的a存在,由直线l2垂直平分弦AB得到圆心必在直线l2上,根据P与C的坐标即可求出l2的斜率,然后根据两直线垂直时斜率的乘积为-1,即可求出直线ax-y+1=0的斜率,进而求出a的值,经过判断求出a的值不在求出的范围中,所以假设错误,故这样的a不存在.

    (1)设直线l的斜率为k(k存在)则方程为y-0=k(x-2).

    又圆C的圆心为(3,-2),半径r=3,

    |3k+2-2k|

    k2+1=1,解得k=-[3/4].

    所以直线方程为y=-[3/4](x-2),即3x+4y-6=0;

    当l的斜率不存在时,l的方程为x=2,经验证x=2也满足条件;

    (2)由于|CP|=

    5,而弦心距d=

    5,

    所以d=|CP|=

    5,所以P为MN的中点,

    所以所求圆的圆心坐标为(2,0),半径为[1/2]|MN|=2,

    故以MN为直径的圆Q的方程为(x-2)2+y2=4;

    (3)把直线ax-y+1=0即y=ax+1.代入圆C的方程,消去y,整理得(a2+1)x2+6(a-1)x+9=0.

    由于直线ax-y+1=0交圆C于A,B两点,

    故△=36(a-1)2-36(a2+1)>0,即-2a>0,解得a<0.

    则实数a的取值范围是(-∞,0).

    设符合条件的实数a存在,

    由于l2垂直平分弦AB,故圆心C(3,-2)必在l2上.

    所以l2的斜率kPC=-2,

    而kAB=a=-

    1

    kPC,

    所以a=[1/2].

    由于[1/2]∉(-∞,0),

    故不存在实数a,使得过点P(2,0)的直线l2垂直平分弦AB.

    点评:

    本题考点: 直线与圆的位置关系

    考点点评: 此题考查学生掌握直线与圆的位置关系,灵活运用点到直线的距离公式及两点间的距离公式化简求值,考查了分类讨论的数学思想,以及会利用反证法进行证明,是一道综合题.